Optimal skuddvinkel fotballspiller langs linje

Del 2, alle hjelpemidler

Optimal skuddvinkel fotballspiller langs linje

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

Fotballbane med mål og spiller som løper langs linje AB

Et fotballmål har lengde CD=7,3 m. En fotballspiller løper med ballen langs linjestykket AB, slik figuren nedenfor viser. Punktet B ligger 8,0 m fra punktet C. Han vil skyte på mål når ∠α=∠DAC er størst mulig. ∠α avhenger av lengden x=AB.

Vi setter ∠DAB=u og ∠CAB=v og lar f(x)=tan⁡(α)=tan⁡(u−v)

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Bruk formelen tan⁡(u−v)=tan⁡u−tan⁡v1+tan⁡u⋅tan⁡v til å vise at

f(x)=7,3xx2+122,4
Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Bestem den største verdien for f(x) og tilhørende verdi for x.

Vi vet at α har sin største verdi når tan⁡α har sin største verdi.

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Bestem αmaks.

Fasit

Vist nedenfor.

f(x) har største verdi≈0,330 når x≈11,1m

αmaks≈18,3°

LøsningsforslagKI-generert

Vi lar B ligge mellom C og D på linja vinkelrett på AB, slik at BC=8,0m og BD=BC+CD=8,0+7,3=15,3m.

Siden trekantene ABC og ABD er rettvinklede i B, får vi

tan⁡v=BCAB=8,0x,tan⁡u=BDAB=15,3x

Setter dette inn i formelen for tan⁡(u−v):

f(x)=tan⁡(u−v)=tan⁡u−tan⁡v1+tan⁡u⋅tan⁡v=15,3x−8,0x1+15,3x⋅8,0x=7,3x1+122,4x2

Vi multipliserer teller og nevner med x2:

f(x)=7,3xx2+122,4

som var det som skulle vises.

Vi deriverer f(x)=7,3xx2+122,4 med kvotientregelen:

f′(x)=7,3⋅(x2+122,4)−7,3x⋅2x(x2+122,4)2=7,3⋅(122,4−x2)(x2+122,4)2

Siden x=AB er en lengde, ser vi bare på x>0. Vi setter f′(x)=0:

122,4−x2=0⇒x=122,4≈11,1m

Vi kontrollerer i GeoGebra CAS at x≈11,06345 er løsningen med x>0, og at dette gir en toppunkt for f (fortegnet til f′ går fra pluss til minus).

CAS: derivasjon og maksimum av f(x)

Den største verdien er

f(11,06345)=0,32992≈0,330

Den største verdien til f(x) er f(x)maks≈0,330, og dette skjer når x≈11,1m.

Siden α har sin største verdi når tan⁡α=f(x) har sin største verdi, finner vi αmaks ved

αmaks=tan−1⁡(0,32992)≈18,2585°

som vist i CAS-utklippet over.

Den største skuddvinkelen er αmaks≈18,3°, altså er dette maksimal skuddvinkel spilleren kan oppnå når han løper langs AB.

Forstå oppgaven med en KI

Du får en ferdig tekst du limer inn i den KI-chatboten du bruker. Teksten inneholder oppgaven og en instruks om at chatboten skal hjelpe deg å tenke selv — stille spørsmål, gi ett hint av gangen og la deg gjøre regningen.

Anbefalt. Chatboten får beskjed om å bruke det til å veilede deg riktig vei — ikke til å røpe svaret. Du kan slå det av hvis du vil være helt sikker på at ingenting lekker.

Hva du bør vite
  • Ingenting sendes herfra. Teksten kopieres bare til utklippstavla på enheten din. Det du limer inn i en chatbot, går til den tjenesten — og de har sine egne regler for hva de lagrer.
  • Ikke lim inn personopplysninger — navn, skole eller noe annet om deg selv eller andre. Oppgaveteksten holder.
  • KI kan ta feil, også i matematikk. Sjekk alltid mot løsningsforslaget her på siden.
  • Er du usikker på om du har lov til å bruke KI på skolearbeidet ditt, spør læreren din først.

Tastatursnarveier

Navigasjon

⌘K / Ctrl+K
Åpne søk
G F
Gå til Fag
G E
Gå til Eksamener
G T
Gå til Temaer
G K
Gå til Kompetansemål
G H
Hjem
?
Vis snarveier

I oppgave

←/→ · J/K
Forrige / neste oppgave
0
Marker som ikke prøvd
1
Marker som prøvd
2
Marker som trenger hjelp
3
Marker som ferdig
S
Vis / skjul løsningsforslag
A
Legg til i liste
N
Skriv notat
Esc
Tilbake / avslutt